在手工业时代，加工工具主要依靠人力、畜力或其他自然力，加工方式也比较简单。能够制造机器的机器，也被称为工具机或工作母机，机床是工业文明的基础。工业革命时期，机床及动力机械的变革从根本上改变了人们使用原材料与能源的方式，在此基础上形成的大规模机器生产直接影响近现代城市化、工业化，乃至人类社会文明的进程。

作为工业革命标志的蒸汽机的出现，是以西欧16世纪机床工业技术积累和传承为基础的。瓦特蒸汽机的制造依赖威尔金森于1774年生产的镗床，这种镗床能达到瓦特所要求的汽缸镗孔精度极限。由于对汽缸的材料强度和密封性的要求也愈来愈高，对铸铁汽缸进行精确镗孔成为一个难题。1775年，威尔金森用炮筒钻床改制成了一个可以加工内孔直径72英寸（1828.8mm），误差不超过1mm的蒸汽机汽缸的机床。改进的方法主要是使其支承轴在汽缸的两头被支持物所夹住，这就减少了刀杆和刀头的倾斜，大幅提高了精度。后来又改装成专镗汽缸内孔、具有更高加工精度的镗床，为瓦特蒸汽机的研制成功和大量生产克服了一大障碍。机床工业集中体现了工业技术水平，而近代早期西方和中国在机床工业上的差异是导致“大分流”的关键性因素之一（彭南生　等，2012）。

对西欧机床工业来说，早在16世纪就出现了利用曲柄和飞轮来实现连续回转的技术。英国机床行业中的发明家群体形成了一个“布拉默世系”，其彼此之间密切的关系促进了技术的交流与改进，这是工业革命初始阶段英国机床工业技术突然跃进的原因之一。火炮工业这种特殊的机械制造业诱导了机床工业的技术革新，进而最终帮助了瓦特改良蒸汽机。这是因为威尔金森于1774年生产的镗床本来是用于制造大炮的，其后才用于生产蒸汽机。18世纪中叶以后，蒸汽机等大型机器产品的广泛应用，更离不开加工手段的进步。由于在技术上解决了对金属进行切削加工的问题，钢铁取代了木材成为制造机器的主要原料。蒸汽机、纺织机器与近代枪炮等也成为推动工业化并代表近代工业文明的重要制品。

在钢铁的各种新的使用中，机器的使用是极其重要的。在炼铁厂和翻砂厂里首先使用金属设备，例如滚轧机、金属旋床、水力锤等，只能用十分坚硬的铁来做。以后又出现了生铁轮、飞轮。它们的重量很大，并有严格精确的形式，大的推动力和整齐一律的速度。阿尔比恩磨房（Albion Mill）的蒸汽磨是在1785—1788年之间根据瓦特的设计安装的，这种磨的各部件，轴、轮、小齿轮、传动主轴都是金属做成的。(www.daowen.com)

机床的一系列技术进步不仅产生了新的机器，更重要的是为机器化生产时代的到来奠定了基础。例如，螺纹丝杠车床就直接带动了大型机器加工厂的出现。这种车床的发明者是在机床制造及机械加工工艺史上享有盛名的“机床之父”，英国的莫兹利（Henry Maudslay）。这种机床的特点是全部采用金属制作，刀架沿丝杠进给，并装有变换齿轮和附有刻度的分度盘。这种车床显著的特点是精确平直表面的加工，滑动刀架的使用，全金属结构的采用以及精密丝杠的加工。1808年，莫兹利建立了普利茅茨的滑轮组工厂，承担英国海军大批量滑轮组的生产任务。这家制造厂是当时机器化生产的一个奇迹：由于他们采用了当时最先进的机床，10名工人一块完成以前110名熟练工人的工作，每年可生产13000套滑轮组。仅此一项，就可为英国海军部节约17000英镑（辛格　等，2004）291。更重要的是，新型机床“不仅提高了机械制造的水平，而且还培养了工人追求一流工艺水平的兴趣”。在莫兹利之后，出现了惠特沃思（Joseph Whitworth）等一批杰出的机床设计师和制造家，一系列的发明和创新促进了近代机床的发展与完善。

近代机床及大规模精密加工技术的发展还促进了互换体系生产方式的出现。可互换的制造始于铣床和轧棉机的发明者美国人惠特尼（Eli Whitney）。他于1798年建立了一家制造滑膛枪的工厂。他希望“使不同武器的相同零件，例如机枪，就像铜版雕刻得到的一系列印图一样相像”（辛格　等，2004）298。因为生产过程可以被分解为多步，每步都在专用设备上进行，所以这种生产体系非常适合大批量的生产，其经济价值非常明显，在军事武器上的优越性也是显而易见的。仅在1812年，惠特尼就接受了超过15000支滑膛枪的生产合同。这些枪支的零件都可以互换。在1851年的万国博览会上，可互换性的生产方式引起了人们的极大关注，当时被欧洲人视为“美国”体系。可见，制造手段的进步也带动了生产方式的变革。